闭合电路欧姆定律(精选10篇)
1.闭合电路欧姆定律 篇一
反思一:闭合电路欧姆定律教学反思
本节内容主要是通过实验来得出的规律,通过和学生互动起来做实验效果较好。这样能充分的证明实践检验真理的准确性和重要性。而且边做实验边得出比较轻松,易于不同层次的学生接受。但有不足的地方,如果能够采用分组实验的话,本节课的效果会更佳。另外,本节在讲解过程中应注意时间上没有必要的浪费,这样节省出一些时间可做些当堂练习,或再测一下二极管的伏安特性曲线。以后在这点上一定要注意。总之,本节课重在调到起来学生对物理实验的兴趣,培养学生动手、动脑的好习惯,就是成功之处。
反思二:闭合电路欧姆定律教学反思
1、明确教学目的任务,掌握物理思维特点,培养学生思维能力。本课重点即定律的内容不是老师强加到学生脑中,而是通过学生自主的探究,在一定思考和推理情况下学到知识,因此教师设计教学一定要符合高中学生的思维能力,通过猜想实验验证严密的科学探究方法,培养学生能力。
2、本课教学中用到较多的仿真实验,具有安全性和可操作性,避免了实际操作中的用电安全问题。安全的仿真实验可充分发掘学生的好动性、探知性,用学生特有探究角度去思考问题,有效地发挥学生的个性,并使学生的创新能力得到拓展。同时通过仿真实验的操作,提高学生的生活用电安全意识。
3、本课教学能充分联系生活实际,培养了学生的知识综合应用能力。如为避免短路现象的发生安装保险丝;生活用电中电灯的亮度问题等。
4、本课教学能构建有效的网络环境,提供给学生自主学习权。网络环境设定任务,通过人机交互,学生有选择的开展学习,探索适合自己的学习方法,完成教学内容。学生还可以按自己的水平层次将课堂内未完成的内容拓展到课外,作到课题学习和课外思考的互通。
反思三:闭合电路欧姆定律教学反思
1、这一节课是本章的重要内容,探究、推导定律是培养学生创新思维的绝好题材,故下大力气探究,如何才能探究、得出定律,课堂给学生以充足的时间去自主探究、合作交流,思路清晰后,推导迎刃而解,教学效果比较好,体现了学生的主体地位和教师的主导作用,整节课以学生的发展为本,以实验为基础,以培养学生的思维能力为核心,以提升学生的探究能力为重点。
2、理解定律是本节课的重点,但难度不大,难点在于对电源内部电势的理解,由于创设了双抽水机模型,问题变得相对容易,能有效突破教学难点。并灵活运应用定律主要是下节课要解决的问题,故本节课只是初步应用定律解题。
3、注意课堂随即生成的问题,随时解决,如有的学生提出等效的思想,把电源等效为电阻与理想电源串联,注意课件良好的交互性,方便使用。
4、不足之处,需要进一步引导、鼓励学生勇于探索、乐于探究;探究式教学与知识巩固的矛盾有待改进和完善。
2.闭合电路欧姆定律 篇二
高中物理《闭合电路欧姆定律》教学主要是围绕定律的推导和定律的应用这两个问题展开的。教材在设计中意在从能量守恒的观点推导出闭合电路欧姆定律,从理论上推出路端电压随外电阻变化规律及断路短路现象,将实验放在学生思考与讨论之中。为了有效提高课堂教学质量和教学效果,我们特提出在《闭合电路欧姆定律》教学中创设“问题情境”的教学设计。
1.《闭合电路欧姆定律》教学目标分析
《闭合电路欧姆定律》教学目标主要有以下几个方面:一是,经进闭合电路欧姆定律的理论推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,培养学生推理能力;二是,了解路端电压与电流的U-I图像,培养学生利用图像方法分析电学问题的能力;三是,通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法;四是,利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。高中物理《闭合电路欧姆定律》教学主要是围绕定律的推导和定律的应用这两个问题展开的,其中涉及到了“电动势和内阻”、“用电势推导电压关系”、“焦耳定律”以及“欧姆定律”等诸多内容,这些内容之间具有一定的联系,只要能够为其构建一个完善的体系,将这些知识有机的结合起来,就能够得出闭合电路的欧姆定律。以建构主义教学思想为基础,采用创设“问题情境”的教学设计,对于提高课堂教学有效性具有积极意义。
2.创设“问题情境”的教学设计具体实践
首先,通过问题的提出激发学生的求知欲。例如:将一个小灯泡接在已充电的电容器两极,另一个小灯泡在干电池两端,会观察到什么现象?并展示生活中的一些电源,演示手摇发电机使小灯泡发光和利用纽扣电池发声的音乐卡片实验,使学生进行思考这些现象出现的原因。通过观察学生会发现手摇发电机是将机械能转化成电能的过程,停止摇动就没有电能,灯泡就不会亮,而干电池、蓄电池是将化学能转化成电能,其化学能能够为干电池提供持续供电的功能,因此小灯泡能够持续发光。然后教师再在这个基础上提出问题:什么是电源的电动势?之后指出电源电动势的概念,帮助学生认识电源的正负极,并画出等效的电路图,利用学生已知的知识,如电势相当于高度,电势差则相当于高度差,这样学生就能够很好的对电势差以及电源电动势的内电压和外电压等概念进行理解了。
其次,在教学中可采用类比、启发、多媒体等多种方法进行教学。教师在课堂教学汇总可借助于多媒体播放flash课件,借助于升降机举起的高度差或者儿童滑梯两端的高度差,帮助学生更好的理解电源电动势。另外还可以从能量的角度引导学生对其进行理解,例如小花去买衣服,共有100元,其中10元用于打车,90元用于买衣服,在这里,100元就相当于电源的电动势,车费相当于内电压(必要的无用功),买衣服的费用就相当于外电压(有用功),从而使学生掌握内外电压的本质属性。
最后,要通过实验来引导学生进行探究。物理学是一门以实验为基础的科学,观察和实验是提出问题的基础,在实验教学中应鼓励学生观察要细致人微,要善于从实验中发现问题,直观、形象的实验现象能激发学生思考。可以让学生通过实验来探究路端电压与外电阻(电流)的关系,得出路端电压与外电阻(电流)的关系,再从理论上进行分析。然后演示电动势分别为3V和9V(旧)的电源向一个灯泡供电实验,引发学生学习的兴趣,让学习进行讨论,解释现象原因。通过这种方式能够让学生很容易就明白流过灯泡的实际电流不仅与电源的电动势有关,还与电路中的总电阻有关,从而顺理成章的得出闭合电路欧姆定律,完成课堂教学任务。
3.总结语
3.闭合电路欧姆定律演示实验的探究 篇三
【演示一】路端电压的测量:闭合K1,将双刀双掷开关放在1处,数字电压表的读数即为路端电压,改变变阻器R的阻值以增大干路中的电流,实验发现路端电压随电流的变大而减小。
【演示二】内电压的测量:闭合K1,将双刀双掷开关放在2处,数字电压表的读数即为内电压。
【演示三】电动势的测量,断开K1,将双刀双掷开关放在1处,数字电压表的读数即为电动势。
【演示四】接通K1,调节外电路的电阻R,改变干路中的电流强度I,记录内压和路端电压U。
实验数据:
实验发现:当外电路的电阻R增大,干路中的电流I减少时,内压U′减小,路断电压U增大,但两者之和U′+U为一恒量,且在数值上等于电源电动势E。
【演示五】接通外电路,保持外电路电阻R不变,把通道中的闸板上下移动(即改变内阻r),记录内压和路端电压U。
实验数据:
实验发现:内阻r增大,干路中电流I减小时,路端电压U减小,内压U′增加,且两者之和U′+U亦为一恒量,在数值上等于电源电动势E。
通过实验得到电源电动势与内、外电路上的电压U、U′的关系:
E=U′+U
=IR+Ir
∴I=E/(R+r)
即得到闭合电路的欧姆定律。在闭合电路中的电流强度与电源的电动势成正比,与内、外电路中的电阻之和成反比。
4.《闭合电路欧姆定律》教学设计 篇四
闭合电路欧姆定律
教学目标
(一)知识与技能
1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式,知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
2、理解路端电压与负载的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题。
3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。
5、理解闭合电路的功率表达式,知道闭合电路中能量的转化。
(二)过程与方法
1、通过演示路端电压与负载的关系实验,培养学生利用“实验研究,得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过本节课教学,加强对学生科学素质的培养,通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。
教学重点
1、推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行有关讨论。
2、路端电压与负载的关系 教学难点
路端电压与负载的关系
教学过程
(一)引入新课
教师:前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路,电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?今天我们就学习这方面的知识。
(二)进行新课
1、闭合电路欧姆定律 教师:(投影)教材图2.7-1(如图所示)
教师:闭合电路是由哪几部分组成的? 学生:内电路和外电路。
教师:在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?
学生:沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向,在外电路中,正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动。
教师:在内电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么? 学生(代表):沿电流方向电势升高。因为电源内部,非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。
教师:这个同学说得确切吗? 学生讨论:如果电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个反应层中,沿电流方向电势升高。在正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低。
教师:(投影)教材图2.7-2(如图所示)内、外电路的电势变化。
教师:引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行:
设电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I,(1)写出在t时间内,外电路中消耗的电能E外的表达式;(2)写出在t时间内,内电路中消耗的电能E内的表达式;(3)写出在t时间内,电源中非静电力做的功W的表达式; 学生:(1)E外=I2Rt
(2)E内=I2rt(3)W=Eq=EIt 根据能量守恒定律,W= E外+E内 即
EIt =I2Rt+ I2rt 整理得:
E =IR+ Ir 或者
IE Rr教师(帮助总结):这就是闭合电路的欧姆定律。
(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。
(2)公式:I=E Rr(3)适用条件:外电路是纯电阻的电路。
根据欧姆定律,外电路两端的电势降落为U外=IR,习惯上成为路端电压,内电路的电势降落为U内=Ir,代入E =IR+ Ir 得
EU外U内
该式表明,电动势等于内外电路电势降落之和。
2、路端电压与负载的关系
教师:对给定的电源,E、r均为定值,外电阻变化时,电路中的电流如何变化? 学生:据I=E可知,R增大时I减小;R减小时I增大。Rr教师:外电阻增大时,路端电压如何变化? 学生:有人说变大,有人说变小。教师:实践是检验真理的惟一标准,让我们一起来做下面的实验。演示实验:探讨路端电压随外电阻变化的规律。(1)投影实验电路图如图所示。
(2)按电路图连接电路。
(3)调节滑动变阻器,改变外电路的电阻,观察路端电压怎样随电流(或外电阻)而改变。
学生:总结实验结论:
当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。
教师:下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么? 学生:U=E-Ir
教师:就某个电源来说,电动势E和内阻r是一定的。当R增大时,由II减小,由U=E-Ir,路端电压增大。反之,当R减小时,由IE得,RrE得,I增大,由U=E-Ir,Rr路端电压减小。
拓展:讨论两种特殊情况:
教师:刚才我们讨论了路端电压跟外电阻的关系,请同学们思考:在闭合电路中,当外电阻等于零时,会发生什么现象?
学生:发生短路现象。
教师:发生上述现象时,电流有多大?
学生:当发生短路时,外电阻R=0,U外=0,U内=E=Ir,故短路电流I=
E。r教师:一般情况下,电源内阻很小,像铅蓄电池的内阻只有0.005 Ω~0.1 Ω,干电池的内阻通常也不到1 Ω,所以短路时电流很大,很大的电流会造成什么后果?
学生:可能烧坏电源,甚至引起火灾。
教师:实际中,要防止短路现象的发生。当外电阻很大时,又会发生什么现象呢? 学生:断路。断路时,外电阻R→∝,电流I=0,U内=0,U外=E。教师:电压表测电动势就是利用了这一原理。
3、闭合电路欧姆定律的应用
课本例题
教师引导学生分析解决例题。讨论:电源的U—I图象
教师:根据U=E-Ir,利用数学知识可以知道路端电压U是电流I的一次函数,同学们能否作出U—I图象呢?
学生:路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。
投影:U—I图象如图所示。教师:从图象可以看出路端电压与电流的关系是什么? 学生:U随着I的增大而减小.教师:直线与纵轴的交点表示的物理意义是什么?直线的斜率呢?
学生:直线与纵轴的交点表示电源的电动势E,直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。
(三)课堂总结、点评
通过本节课的学习,主要学习了以下几个问题:
1、电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于闭合电路内、外电阻上的电势降落U内和U外之和,即E=U内+U外。
2、闭合电路的欧姆定律的内容及公式。
3、路端电压随着外电阻的增大而增大,随着外电阻的减小而减小。
5.闭合电路欧姆定律 篇五
恒定电流
2.7 闭合电路欧姆定律
教材分析
闭合电路的欧姆定律在体现功能关系上是一个很好的素材,因此帮助学生理解电路中的能量转化关系是本节的关键。外部电路从电势降低的角度学生是容易理解的,但在内部电路,一定要让学生理解电源内部反应层的作用,把其他形式能量转化为电能,电势要增加。学情分析
学生已经从做工的角度认识了电动势的概念,本节依照通过功能关系的分析建立闭合电路的欧姆定律是可行的。如果学生能娴熟的从功和能的角度分析物理过程,对于解决物理问题是有好处的。新课标要求
(一)知识与技能
1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式,知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
2、理解路端电压与负载的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题。
3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。
5、理解闭合电路的功率表达式,知道闭合电路中能量的转化。
(二)过程与方法
1、通过演示路端电压与负载的关系实验,培养学生利用“实验研究,得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过本节课教学,加强对学生科学素质的培养,通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。教学重点
1、推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行有关讨论。
2、路端电压与负载的关系 ★教学难点
路端电压与负载的关系 教学方法
演示实验,讨论、讲解 教学用具:
滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑 教学过程
(一)引入新课
教师:前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路,电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?今天我们就学习这方面的知识。
(二)进行新课
1、闭合电路欧姆定律
教师:(投影)教材图2.7-1(如图所示)
教师:闭合电路是由哪几部分组成的? 学生:内电路和外电路。
教师:在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?
学生:沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向,在外电路中,正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动。
教师:在内电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?
学生(代表):沿电流方向电势升高。因为电源内部,非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。
教师:这个同学说得确切吗?
学生讨论:如果电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个反应层中,沿电流方向电势升高。在正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低。
教师:(投影)教材图2.7-2(如图所示)内、外电路的电势变化。
教师:引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行:
设电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I,(1)写出在t时间内,外电路中消耗的电能E外的表达式;
2、路端电压与负载的关系
教师:对给定的电源,E、r均为定值,外电阻变化时,电路中的电流如何变化? 学生:据I=E可知,R增大时I减小;R减小时I增大。Rr教师:外电阻增大时,路端电压如何变化? 学生:有人说变大,有人说变小。
教师:实践是检验真理的惟一标准,让我们一起来做下面的实验。演示实验:探讨路端电压随外电阻变化的规律。(1)投影实验电路图如图所示。
(2)按电路图连接电路。
(3)调节滑动变阻器,改变外电路的电阻,观察路端电压怎样随电流(或外电阻)而改变。
学生:总结实验结论:
当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。
教师:下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么? 学生:U=E-Ir
教师:就某个电源来说,电动势E和内阻r是一定的。当R增大时,由I减小,由U=E-Ir,路端电压增大。反之,当R减小时,由I路端电压减小。
6当滑动触头P由I向b滑动的过程中,灯泡L的亮度变化情况是_______ A.逐渐变亮 B.逐渐变暗 C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮
解析:灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变,研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度.电源电动势E和内阻r不变,通过灯泡电流由外电路总电阻决定。外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的,当滑动触头由a向b滑动过程中,滑动变阻器连入电路部分的电阻增大,总电阻增大,总电流I=
E减少,灯泡的实际功率PL=I2RL减小,灯泡变暗。
R总r综上所述,选项B正确。
☆闭合电路欧姆定律的定量应用
【例2】 如图所示电路中,R1=0.8Ω,R3=6Ω,滑动变阻器的全值电阻R2=12 Ω,电源电动势E=6 V,内阻r=0.2 Ω,当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时,闭合开关S,电路中的电流表和电压表的读数各是多少?
R22R66Ω+0.8Ω=3.8Ω 解析:外电路的总电阻为R=1R266R32R3根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的总电流为 I=E6 A=1.5 A Rr3.80.2即电流表A1的读数为1.5 A 对于R2与R3组成的并联电路,根据部分电路欧姆定律,并联部分的电压为
R22=1.5×3 V=4.5 V U2=I·R并=I·RR322R3即电压表V2的读数为4.5 V 对于含有R2的支路,根据部分电路欧姆定律,通过R2的电流为 I2=U24.5 A=0.75 A R2/26即电流表A2的读数为0.75 A 电压表V1测量电源的路端电压,根据E=U外+U内得 U1=E-Ir=6 V-1.5×0.2 V=5.7 V 即电压表V1的读数为5.7 V.点评:
1.电路中的电流表、电压表均视为理想电表(题中特别指出的除外),即电流表内阻视为零,电压表内阻视为无穷大。
2.解答闭合电路问题的一般步骤:
(1)首先要认清外电路上各元件的串并联关系,必要时,应进行电路变换,画出等效电路图。
(2)解题关键是求总电流I,求总电流的具体方法是:若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势,可用全电路欧姆定律(I=
E)直接求出I;若内外电路上有多个电阻Rr值未知,可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I;当以上两种方法都行不通时,可以应用联立方程求出I。
6.说课-部分电路欧姆定律 篇六
各位评委老师你们好!
今天我说课的内容是周绍敏主编的《电工基础》第一章第4节,这本教材是国家规划教材,《电工基础》是一门电子类专业的重要基础课程。下面我将从九个方面对本节课的设计进行说明:
一、说教材地位
本节教学内容主要是部分电路欧姆定律及伏安特性曲线,这一节将探寻之前内容的电压、电流、电阻等单个物理量之间的关系,是电学的重要定律之一。部分电路欧姆定律,是后续研究电学不可少一条定律。这一节教学内容安排为两块:第一块为部分电路欧姆定律;第二块是伏安特性曲线。
二、说学生情况的分析
从知识角度:
1、具有电路的概念;
2、具有电流、电压、电阻的相关知识。
从能力角度:
1、具有一定的观察、分析、比较、概括能力。
2、具有一定的数学能力
三、说教学目标
根据教材的要求,针对职高学生的心理特点和认知水平,确定教学目标如下:
1、知识目标
(1)掌握部分电路欧姆定律。(2)熟悉并能运用伏安特性曲线。
2、能力目标
通过实验、归纳、概括出电流与电压电阻的关系,培养学生的观察、操作、猜想、探究、概括能力。
3、情感目标
通过本节课的学习,激发学生的求知欲望,培养他们严谨的科学态度。
四、说教学重点难点
1、教学重点:I与U、R的关系。教学难点:伏安特性曲线。
五、说教学方法
实验教学过程是一个培养学生动手、动眼、动脑的过程,通过实验教学,可以培养学生的好奇心、兴趣爱好,激发他们的求知欲,使学生对学习产生兴趣和需要,更重要的是培养学生的实验操作技能,以及观察问题、分析问题和解决问题的能力,从而能够较全面地提高学生的基本素质。
六、说教学手段 多媒体教学:可以节省时间,提高课堂利用率。
七、学法指导
让学生在做、看、想、议、练、的学习过程中自主的参与到知识的形成和掌握的全过程,使学生不仅将本节课的知识纳入到自己的知识结构中,同时也提高了学生的动手能力和协作能力。
八、说教学过程
(一)引入(3分钟)
1、复习什么是电压、电流、电阻;
2、引入:电流、电压与电阻之间是否存在关系呢? 提问学生,让学生思考,并进入本堂内容。
(二)确定任务(2分钟)
导体中电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系是什么? 任务1:电阻不变,元件两端电压改变,电流会如何变化?
任务2:电压不变,改变电阻,电流会如何变化?
任务3:在电阻不变时,以电压为横坐标、电流为纵坐标,绘制图像,图像有什么特点?
(三)任务实施(25分钟)
任务1:电阻不变,元件两端电压改变,电流会如何变化?实验探究
通过对前面完成的两个任务的分析、归纳、结论得出:电流与导体两端电压成正比。任务2:电压不变,改变电阻,电流会如何变化?实验探究
通过对前面完成的两个任务的分析、归纳、结论得出:电流与导体电阻成反比。综合任务1和任务2得出:部分电路欧姆定律
1、内容:导体中的电流与它两端的电压成正比,与它的电阻成反比。
U2、公式:I
R3、单位:U-伏特(V);I-安培(A);R-欧姆()。注:
(1)R、U、I须属于同一段电路;
U,但绝不能认为R是由U、I决定的; R(3)适用条件:适用于金属或电解液。
任务3:在电阻不变时,以电压为横坐标、电流为纵坐标,绘制图像,图像有什么特点? 让学生绘制曲线
1、定义:以电压为横坐标,电流为纵坐标,可画出电阻的U-I关系曲线,叫电阻元件的伏安特性曲线。(2)虽R
2、线性电阻:电阻元件的伏安特性曲线是直线。
IU1K;R
URK3、非线性电阻:电阻元件的伏安特性曲线不是直线。
(五)练习(3分钟)UUI的变形式R、U=IR可不可以认为导体电阻与导体两端电压成正比,与导体内电流成反比?
IR给一导体通电,当电压为20V时,电流为0.2A,问电压为30V时,电流为多大?电流增至1.2A时,导体两端的电压多大?当电压减为零时,导体的电阻多大?
(六)小结与作业(2分钟)
小结:提纲挈领,既理清了本节课的基本内容,又突出了重点内容,促使学生掌握本节课所学知识。
作业:采用分层教学的方法。安排选作题。
九、说板书设计
第四节 部分电路的欧姆定律
任务1:电流与导体两端电压成正比。任务2:电流与导体电阻成反比。部分电路欧姆定律
1、内容:导体中的电流与它两端的电压成正比,与它的电阻成反比。
2、公式:IUR
3、单位:U-伏特(V);I-安培(A);R-欧姆()。任务3:伏安特性曲线
1、定义
2、线性电阻:伏安特性曲线是直线。
KIU;RU1RK
3、非线性电阻:伏安特性曲线不是直线。
7.闭合电路欧姆定律 篇七
1 基尔霍夫电压定律
基尔霍夫电压定律(KVL)揭示了回路上各元件电压的约束关系,即在任一回路中,从任何一点出发以顺时针或逆时针方向沿回路绕行一周,回路上各元件电压的代数和等于0[1,2]。
在应用该定律之前,必须先选定回路的绕行方向;由于在电路分析中电流和电压贯穿始终,所以电路图中要用实线箭头标出元件的电压或电流的参考方向。当元件上电压、电流的参考方向与回路绕行方向一致时,元件上电压值取正号,反之取负号。
2 求解电压和分析电路的理论依据
2.1 应用于直流电路的回路
由图1中所示回路绕行方向及元件上电流、电压的参考方向[3,4,5],根据以上基尔霍夫电压定律,判断可得回路ABCA电压方程为
+US3-R3I3+US2-R2I2-US1-R1I1=0 (1)
即各元件上电压的代数和等于0。
2.2 基尔霍夫电压定律的推广应用
(1)任意两点间电压的计算,以计算图2中A、B两点间电压为例[6,7,8,9,10]。
方法1
UAB=+R1I1+US1 (2)
方法2
UAB=+US3-R3I3+US2-R2I2 (3)
任意两点间的电压,可根据选择任意一条连接两点的路径进行计算,结果与所选路径无关。从以上两种方法可以看出,若路径选得合适,可使运算简便。
(2)求电路开口处的电压,其电路如图3所示。
方法1 将开口电路看作虚拟回路,开口处电压为UAB,利用KVL列回路电压方程
IR1+US1+IR2-US2+IR3-US3-UAB=0 (4)
方法2 计算开口处的电压可用计算任意两点间电压的思路,即求开口处两端点A、B的电压,即
UAB=IR1+US1+IR2-US2+IR3-US3 (5)
(3)电路中某点电位的计算。
电路中某点的电位等于该点到0电位点之间的电压,因此求电位也可运用计算任意两点间电压的思路。求解图4中A点电位,因为B点为0电位点,即求UA=UAB。
选择路径1时
UA=UAB=I1R1+US1 (6)
选择路径2时
UA=UAB=+US3-I3R3+US2-I2R2 (7)
由此看出,所选择路径上的元件个数越少,运算将越简单。
2.3 在正弦交流电路中的应用
正弦交流电路中的电流、电压均是正弦函数,若直接计算过于繁琐,分析此类电路时,常用基尔霍夫电压定律的相量形式求解,即先建立交流电路的相量模型,在电路图中用实线箭头标出元件上电流相量、电压相量的参考方向,并运用直流电路分析方法来求解待求电流、电压。
由KVL的相量形式,根据图5(b),可得
网孔1
网孔2
2.4 在电子电路中的应用
分析放大电路时,运用解决电压问题的分析思路,根据基尔霍夫电压定律列电压方程,以进行静态和动态分析。
(1)静态分析时,需根据图6(a)直流通路,列出电压方程
VCC=IBRb+UBE (10)
可推出
VCC=ICRC+UCE (12)
可推出
UCE=VCC-ICRC (13)
(2)动态分析时,需根据图6(b)交流微变等效电路,列出电压相量方程
可根据定义式
3 用于实际电路的分析
图7是日光灯电路,其由交流电源、开关、镇流器、灯管灯丝和启辉器串联而形成的回路,其中交流电源电压有效值为220 V。所以由基尔霍夫电压定律得知上述几项所形成的回路电压有效值和为220 V。
因接通的开关和灯丝的电阻均较小,且几乎为0,当电路接通后,正常情况下开关和灯丝的端电压应均为0 V,若测得其电压为220 V,则说明对应部位已断路。
若灯管熄灭时,先测量启辉器两端电压,若为220 V,表明开关、镇流器、灯丝完好,若启辉器无法辉光放电,即无法接通启辉电路,即可判断启辉器存在故障,需进行更换后再通电。通常,若更换启辉器后,灯管仍未亮,则可能是由于镇流器线圈产生的自感电动势无法点亮灯管,便需要更换镇流器以排除故障。
4 结束语
通过以上分析,可看出基尔霍夫电压定律在直流电路、正弦交流电路、电子电路及实际电路中有着广泛应用,其主要应用于回路列电压方程、计算任意两点间电压、求电路开口处电压和计算电路中某点电位等。基尔霍夫定律是电路计算的理论基础,是电路分析和计算的有效工具,同时也是实际电路检修的重要参考理论,可有效指导实践。
参考文献
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[9]阮龙盛.巧用基尔霍夫第二定律[J].科技资讯,2010(11):137-139.
8.“欧姆定律”考点研究 篇八
欧姆定律在中考中的题型主要有填空题、选择题、图像题、问答题、实验探究题、计算题等。填空题、选择题、图像题主要考查欧姆定律的基础知识,实验探究题主要集中在探究电流与电压、电阻的关系及伏安法测电阻上,问答题一般在实际应用方面出题,计算题主要考查欧姆定律的计算。
重点考查:
1.探究实验:探究电流与电压、电阻的关系;伏安法测电阻及变形;
2.欧姆定律的意义及应用:对欧姆定律的理解及应用欧姆定律解决问题。
考查热点:
1.实验:探究电流与电压、电阻的关系;伏安法测电阻及变形;
2.理解:对欧姆定律的理解;
3.应用:应用欧姆定律分析动态电路、计算及解决实际问题。
考点1: 电流与电压、电阻的关系
例1:小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6V,滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω,电阻R1为l0Ω。实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某一位置时,读出电阻R1两端电压为4V,并读出了电流表此时的示数。紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验,可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个,为了保证实验成功,小华应选择的电阻是 Ω和 Ω。
解析:要探究电流与电阻的关系时,必须要控制电阻R1两端的电压一定,即R1两端电压U1=4V不变。要能保证实验成功,滑动变阻器两端电压控制为6V-4V=2V,R2中也就是电路中的最小电流为2V/20Ω=0.1A,此时定值电阻最大为U1/I=4V/0.1A=40Ω,故只能选择l5Ω、30Ω的电阻。
答案:15,30。
点拨: 探究电流与电阻的关系,要改变电阻大小,而必须控制其两端电压一定。
考点2: 欧姆定律表达式及其物理意义
例2:关于欧姆定律公式I= ■,下列说法正确的是( )。
A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
B.导体两端的电压越大,其电阻越大
C.据欧姆定律公式变形可得R= ■,可见导体电阻大小与通过它的电流与它两端电压有关
D. 根导体电阻的大小等于加在它两端的电压与通过它的电流的比值
解析:I、U、R三者不能随意用正比、反比关系说明,R=U/I,它是电阻的计算式,而不是决定式,导体的电阻是导体本身的性质,与电流电压无关,只与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,但可用电压与电流的比值求电阻。
答案:D。
点拨:理解欧姆定律中的“成反比”和“成正比”两个关系及知道决定电阻大小的因素。
考点3:动态电路分析
例3:如下图所示,电源电压不变.闭合S1后,再闭合S2,电流表的示数 ,电压表的示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”。)
解析:当闭合S1后,再闭合S2,此时R2被短路,电压表接到电源两端,因此电压表示数变大,此时电路中的总电阻减小,电流表示数也变大。
答案:变大,变大。
点拨:分清原来开关闭合时电路状态和两个开关同时闭合时电路的状态。
考点4:欧姆定律计算
例4:实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“15V 1.0A”字样,乙标有“10V 0.5A”字样。现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )。
A.25V B.35V C.15V D.12.5V
解析:甲灯的电阻是R甲=■=■=15Ω。乙灯的电阻R乙=■=■=20Ω,两灯串起来后,总电阻是15Ω+20Ω=30Ω,允许通过的最大电流是0.5A,所以最高电压是30Ω×0.5A=15V。
答案:C。
点拨:不能把两额定电压的值相加作为最高电压;串联应取小电流。
考点5:电阻的测量
例5:现有一个电池组,一个电流表,一个开关,一个已知电阻R0,导线若干,用上述器材测定待测电阻Rx的阻值,要求:①画出实验电路图;②简要写出实验步骤并用字母表示测量的物理量;③根据所测物理量写出待测阻值Rx的表达式。
解析:此题是伏安法测电阻的变形——双安法,在两表一器不全的情况下设计电路测电阻,因有电流表和定值电阻,故设计并联电路,测出两支路电流,利用电压相等,电流比等于电阻反比列关系式解答。答案不唯一,但基本原理是设计成并联电路。
答案:①电路图如下图;②实验步骤:(1)闭合开关S,读出电流表示数I0,(2)断开开关S,把电流表改接与Rx 串联,闭合开关S,读出电流表示数Ix;③表达式:Rx= I0 R0/Ix。
9.欧姆定律·欧姆定律教案示例之二 篇九
(一)教学目的
1.理解欧姆定律的内容及其表达式的物理意义,了解定律中各量的单位;
2.能较熟练地运用欧姆定律分析解决有关的简单问题;
3.知道什么叫伏安法;
4.培养运用物理公式解答物理问题的习惯和能力。(二)教具
写有课堂练习题的小黑板(或幻灯片)。(三)教学过程
1.复习提问 引入新课
教师:上节课我们通过实验得出了导体中的电流跟它两端的电压和它的电阻的关系,请一位同学叙述一下这个关系(抽中等学生或差等生不看书回答)。大家认为他说得对吗?(不足之处由学生订正)上节课我们曾经把这个关系用数学式子表示出来,请一位同学回答是怎样表示的?(学生回答教师板书)
板书:R一定时,I1/I2=U1/U2(1)
U一定时,I1/I2=R2/R1(2)
教师:我们这节课要学习的就是将这些关系综合起来,得出的一个电学的基本规律,即欧姆定律.
板书:欧姆定律
2.新课教学
教师:欧姆定律的内容是什么呢?让大家阅读课本,请一位同学朗读欧姆定律的内容,教师板书.
板书:导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比.
教师:欧姆定律的内容中好像比上节实验得出的关系少设了一点什么,你们发现了没有?(在说到“正比”或“反比”时,没有说“在电阻一定的情况下”或“电压不变的情况下”)这是否意味着“导体中的电流跟它两端的电压成正比”不需要保持电阻不变这个条件了呢?不是的.只有电阻一定时,导体中的电流才会跟它两端电压成正比.同样,也只有电压不变时,导体中的电流才会跟它的电阻成反比.定律作了简明的叙述,但暗含了这两个条件.这是对定律应注意的一个方面.另一方面,定律没有指明“正比”、“反比”所应满足的条件,还意味着它能适用于电压、电阻同时都变化时,电流应如何变的情形,这种情形在以后的学习中将会遇到.其次欧姆定律中说到的电流、电压、电阻都是属于同一段导体的.在后面将欧姆定律用于串联电路和并联电路时,注意到这一点是很必要的.欧姆定律的内容可以用公式来表述,请大家看看课本上是怎样表述的.(学生看书,教师板书)
教师:欧姆定律的公式中,U、R、I各表示什么?各量各用什么单位?(学生答).这个公式是怎样概括表述了欧姆定律的内容呢?我们以导体电阻R一定的情况来说明,若导体两端的电压由U1变为U2时,流过导体电流由I1变为I2,则由(3)式可以写出下面两式,(教师一边叙述一边板书)将两式相除,即得到(1)式.
板书:R一定时,I1=U1/R
I2=U2/R
如果导体两端的电压一定,它的电阻由R1变为R2时,电流由I1变为I2.请同学们由(3)式导出(2)式.(学生推导,教师巡视后,请一个学生说出他的推导过程,教师板书)
板书:U一定时,I1=U/RI2=U/R2
教师:大家看到,欧姆定律的内容和公式都简洁优美地概括了上节在一定条件下由实验得出的结论.而且从欧姆定律的公式我们可以看到,只要知道了导体的电阻值和它两端的电压,就可求出导体中的电流.所以欧姆定律更全面地反映了导体中电流、电压和电阻的关系.现在大家用了几十分钟就学习到的这个电学的基本规律,是德国物理学家花了10年的时间,自己制造了测电流的仪器和寻找到电压稳定的电源,经过长期细致研究才得到的.后人为了纪念他的贡献,把电阻的单位和上述电流定律都用他的名字命名.请同学们课后阅读课本的阅读材料,学习欧姆坚持不懈地从事科学研究的精神.下面大家看看课本中是怎样运用欧姆定律去解答实际问题的.(为节约篇幅,这里没有抄录课文及其例题,请读者参看课本)阅读完后请思考黑板上提出的三个方面的问题(学生开始阅读时,教师板书.然后巡视指导约6—7分钟后,提醒学生结合板书的三方面思考)
板书:
(1)可以计算的问题:(U、R、I三个量中,知道两个可求其余一个)
(2)解答问题的思路和格式:(画出电路图或写出已知条件、求解物理量→写出根据公式→代入数据→计算结果)
(3)物理量的单位的运用:(若已知量的单位不是伏、安、欧,要先化为伏、安、欧再代入式子计算)
以上问题圆括号中的内容先不板书.
教师:现在请同学们回答前两个方面的问题.(分别由两个学生各回答一个问题,学生回答后,教师小结并写出上面板书(1)、(2)中括号内的内容)在例2中(见课本),如果已知电流为450毫安时,应怎样用公式计算结果?(学生回答后,教师小结并写出(3)后括号内的内容).现在哪位同学来回答,什么叫伏安法?(指示学生看课文最后一段)
现在请大家解答下面两个问题.(出示小黑板或幻灯片.请两个学生在黑板上解答,教师巡视指导.两个问题均有两种解法.例如①,可以先用欧姆定律解出电阻值,再用欧姆定律解电流值;也可以直接用前面比例式(1)求解.)
问题①一个定值电阻两端的电压是0.25伏时,流过它的电流是0.13安.如果流过它的电流变为0.91安,此时它两端的电压多大?
问题②一个电阻箱接在电压不变的电源上.把它的电阻调到350欧时,流过它的电流是21毫安.若再调节电阻箱,使流过它的电流变为126毫安,此时电阻箱的电阻应是多大?
教师:在解答问题①时,除了黑板上的解法外,有同学还用了另一种解法(教师板书出来)大家看都对吗?(学生答)欧姆定律是一个普遍适用的定律.但在涉及只求两个量的变化关系的问题中,直接用比例式解通常要简捷些.
让大家阅读“想想议议”中提出的问题,议论一下.(学生阅读,分组议论)
教师:为什么安培表不能直接接到电源两极上去?(学生回答,教师订正)伏特表接到电源两极上为什么不会被烧毁?(学生回答,教师订正)
4.小结
教师:这节课我们在实验得出的规律的基础上概括总结出了欧姆定律.刚才大家看到,应用欧姆定律,不仅可以定量计算各种电学问题,而且还能简单明了地解释像安培表为什么不能直接接到电源两极上这类物理问题.今后学习中我们将会接触到这一电学基本规律的广泛应用.今天的复习任务首先是把定律的物理意义真正理解清楚.在作业中一定要注意解答的书写格式,养成简明、正确表达的好习惯.
5.布置作业
(1)工厂中车床照明灯采用36伏的安全电压,某车床照明灯工作时灯丝电阻是32欧,求通过灯丝的电流.
(2)一段导体两端电压是2伏时,导体中的电流是0.5安,如果电压增大到3伏,导体中的电流多大?
(3)电压保持不变,当接电阻为242欧的灯泡时,电路中的电流为0.91安,如改接电阻为165欧的电烙铁,电路中的电流是多大?(四)设想、体会
1.本课题教学设计的关键之一是处理好第一节的实验规律和欧姆定律的关系,使学生易于理解欧姆定律的内容和公式的物理意义.特别是欧姆定律的公式为什么那样表达,是初中物理教学中的一个难点.采用根据实验结果写出,再令K=1的办法引出,超出初中学生的数学知识水平,是不可取的;直接把公式抬出来,不说明它为什么综合概括了实验规律,就急急忙忙用公式去解题的办法,给学生理解公式的物理意义留下悬案,也是不妥当的.本教案设计的基本思路是,从实验规律出发,引出定律内容,再把定律的结论与实验的结论对比理解,说明定律既概括了实验的结果,又比实验结论更具有普遍性.在引出公式后,由公式导出两个实验的结论,说明公式也的确是实验结论的概括.这样,学生对定律的内容和公式的物理意义就有了切实的理解.对课文开头提出的欧姆定律是“实验结果综合起来”的才会有真切的体会.这样做的前提是在本章第一节的教学中,先通过实例运用学生在小学和中学数学学习中已较熟悉的比例知识导出本教案中的(1)(2)两式,根据第一节的内容和课时实际,不难做到.培养学生理解运用数学表达物理规律和应用数学解决物理问题的能力是本章的一个重要特点.上述设计和课堂练习题的设计都有利于这种能力的培养.
2.本课题的另一重点教学目标是初步培养学生应用欧姆定律解题的能力.“掌握欧姆定律”的教学要求是本章以至电学学完后的最终要求.这节课只应是既简单又基础的应用.由于学生已经较长时间没有涉及到用公式进行定量计算,在这一节课对解题加以强调是非常必要的.教案中采取学生先阅读课文例题,再一起概括小结解题思路方法;在本课小结中再次强调,对学生提出要求等措施来实现.
3.由于采用了学生阅读课文的措施,这不仅有力地发挥学生在学习中的主体作用,而且也减少了教师的重复板书,节约了一些教学时间,有条件加两个课堂练习题.这两个练习题的目的不仅在于强调在涉及物理量的变化关系时,可以用比例法巧解,而且也再一次强化了欧姆定律与实验所得的规律的一致性的认识.但对U、I、R三个量同时变的问题,仅在教师阐明定律的意义时提及,在练习题中没有涉及,留待后续学习中去深化,以免加大学习的难度.
4.定律中的U、I、R是对同一导体而言,在本节课只需提醒学生注意就可以了.不必去讲不同导体的U、I、R要用下标区别的问题。待学习电阻的串联时,有了这种需要再提出来,才能收到事半功倍的效果.
10.欧姆定律教案 篇十
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“欧姆定律”是本章的核心,也是整个电学知识的基础。通过第一节成功的探究活动,在所得结论的基础上不难得出欧姆定律。关键是让学生理解欧姆定律的实际意义,认识欧姆定律及其公式的使用是“有条件”的。对于欧姆定律公式的另外两个变形,并不表示在某种条件下,物理量之间存在正比或反比的关系,它们只是在数量上满足这样的关系而已。
欧姆定律的应用有两个方面,一是利用公式进行定量计算;二是利用欧姆定律对串、并联电路中的电阻规律进行定性分析。教学可以在复习上一节探究结果的基础上直接引入欧姆定律,通过例题,帮助学生理解欧姆定律,同时强调公式中的I、U、R是针对同一导体、同一时刻而言的。利用公式计算,要注意培养学生良好的分析问题、规范解题的习惯。在认识公式后,变形出另外两个变换式,通过师生讨论,强调U=IR并不表示电压与电流成正比;R=UI并不表示电阻与电压成正比,与电流成反比。
电阻的串、并联规律,由于它在电学计算中具有较高的应用率,所以可以根据学生情况,运用实验探究或理论推导等不同的方法帮助学生理解串、并联电阻的关系。可以在实验前组织学生进行猜想,多数学生会“想当然”地认为,在电路中再次接入电阻后,总电阻会变大(电流减小),最终实验现象与猜想矛盾。这样学生的印象会更深刻,体验到学习的乐趣。实验后可以通过类比导线电阻与长度和横截面积的关系,帮助学生加强认识。串、并联电阻定量关系的实验探究应 以串联为主。另外,还可以利用欧姆定律和串、并联电路中电压及电流规律,进行理论推导。在进行定量分析时,利用实验体会电阻的等效替换,注意帮助学生体会等效的思想。无论应用哪种方法进行研究,都要考虑到学生的实际情况。
“动手动脑学物理”中的习题非常典型,有利于学生加深对欧姆定律的理解,教学时要注意多加利用。
教学重点:理解欧姆定律,能用其进行简单的计算。
教学难点:理解欧姆定律并应用。
教学方法:
1.对于欧姆定律及其计算,主要通过教师点拨,学生自主训练的形式进行。
2.对于串并联电路中的电阻规律采用创设情境,进行实验探究式学习。
课时安排:1课时。
三维目标
一、知识与技能
1.理解欧姆定律,能运用欧姆定律进行简单的计算;
2.能根据欧姆定律以及电路的特点,得出串、并联电路中电阻的关系。
二、过程与方法
1.通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生逻辑思维能力,培养学生解答电学问题的良好习惯;
2.根据实验现象体会等效电阻的含义,了解等效的研 究方法。
三、情感态度与价值观
通过对欧姆生平的介绍,学习科学家献身科学,勇于探索真理的精神,激发学生学习的积极性。
课前准备
多媒体课件、试电笔、阻值相同的两只定值电阻(10 Ω)、学生电源、阻值相同的两只定值电阻(小组间不同,但阻值之和能通过电阻箱调出来)、电流表、小灯泡、开关、导线若干、电阻箱。
教学设计
复习导入
提出问题:
1.在上一节探究“导体上的电流跟两端电压的关系”实验中,应用了哪种研究问题的方法?
2.在研究过程中控制了哪个物理量?
3.利用上节课得出的结论,填充表格,并阐述原因。(利用多媒体展示下列两表)
表一:
电压U/V 1 2
电流I/A
表二:
电阻R/Ω 5 10
电流I/A
(学生回顾实验,回答问题。)
总结:探究“导体上的电流跟两端电压的关系”实验中,应用了控制变量法。先控制电阻不变,研究电流与电压的关系,再控制电压不变,研究电流与电阻的关系。根据“电阻一定时,电流与电压成正比”的结论,表一中的2 V是原来电压的2倍,所以电流也是原来的2倍,变为 A;电流 A变成了原来的3倍,所以电压也应该是原来的3倍,应是3 V。根据“电压一定,电流与电阻成反比”的结论,表二中的10 Ω是原来的2倍,所以电流是原来的1/2,变为 A;电流 A变成了原来的1/3,所以电阻应该是原来的3倍,应是15 Ω。
教师活动:要求学生将探究活动的两个结论用一句话概括出来。
(学生思考概括。)
总结:“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。”这就是著名的欧姆定律。
一、欧姆定律
1.展示欧姆定律,学习计算公式
展示材料:利用多媒体课件展示欧姆定律的内容和公式。
提出问题:
(1)电流、电压和电阻三个物理量之间,是哪个量随着哪个量变化?为什么?
(2)如何理解欧姆定律中的“正比”“反比”?
(3)“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比”的描述,有没有什么条件?“导体中的电流,跟导体的电阻成反比”呢?
(4)公式中的各个符号的意义和单位分别是什么?
(学生思考讨论,回答问题。)
总结:电压产生电流,所以电流随着电压变;电阻是导体对电流的阻碍作用,所以电流随着电阻变。所谓电流与电压成正比,是说当电压变为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍;所谓电流与电阻成反正比,是说电阻变为原来的几倍,电流就变为原来的几分之一。“导体中的电流,跟导体两端的电压成正比”是建立在导体电阻一定的条件下的;“导体中的电流,跟导体的电阻成反比”是建立在导体两端电压一定的条件下的。公式中的U、R、I分别表示电压、电阻、电流,单位分别是伏 特(V)、欧姆(Ω)、安培(A)。
(教学说明:通过这几个问题,帮助学生明确公式中各个符号的物理意义及其因果关系,理解电流与电压成正比,电流与电阻成反比的真正含义。)
2.使用公式的条件
(1)欧姆定律公式中各物理量具有“同一性”,即I、U、R都是针对同一导体、同一时刻而言的。
(2)在运用欧姆定律公式进行计算时,要选择正确的物理量的单位,只有当电压的单位使用伏特(V),电阻单位使用欧姆(Ω)时,电流的单位才是安培(A)。
二、欧姆定律的应用
1.典题精析(课件展示题目)
展示材料:出示试电笔,将其插入插座中,使氖管发光,如右图。
提出问题:
(1)试电笔为什么会发光?有电流通过人体吗?
(2)插座中的电压很高(220 V),并且有电流通过人体,人为什么没有触电?
(学生讨论,思考回答问题。)
学生总结:当试电笔中通过电流时,能够发光,此时人体串 联在电路中,也有电流通过人体,人之所以没有触电,是因为通过人体的电流很小,不足以产生危害。
(拆开试电笔,让学生观察电阻,如右图所示,并用多媒体展示题目。)
例题:试电笔中的电阻为880 kΩ,氖管的电阻和人体的电阻都比这个数值小得多,可以不计。使用时通过人体的电流是多少?
提出问题:
(1)这道题目中已知哪些物理量,求哪个物理量?
(2)你能根据题意画出电路图,并把已知物理量和所求物理量都标到图中吗?
(3)题目中的已知物理量和所求物理量,都是针对同一导体的吗?
(4)各物理量的单位满足欧姆定律计算公式的要求吗?
(学生思考讨论,画出电路图,回答问题。)
学生总结:本道例题已知电阻的阻值,求电阻上的电流。除此以外,还有一个隐含条件,就是照明电路的电压是220 V。这三个物理量都是针对同一个电阻来说的,满足欧姆定律的要求。但是,电阻的单位需要换算成“Ω”。
教师活动:(由学生叙述,教师板书解题过程。)强调欧姆定律使用时的“同一性”原则。强调解题的规范性,包括公式、单位、代入过程和最终结果。强调解电路计算题时,画出电路图,并将已知条件标在电路图中,有助于解题思路的分析。(本题电路图如右下图所示)
解:R=880 kΩ=880×103 Ω
U=220 V
I= = =×10-3 A
教师总结:
(1)例题得出电流:×10-3 A= mA,这么大小的电流通过人体,是没有伤害的,但却能使氖管发光。
(2)知识与技能方面:欧姆定律公式的使用条件和物理计算题的解题规范性。
(3)学生交流合作方面。
(教学说明:通过例题,帮助学生进一步认识欧姆定律的使用条件,同时,培养良好的解题习惯。)
2.知识拓展:将欧姆定律的计算公式变形得出U=IR,R=UI,利用公式,已知电流、电压、电阻三个物理量中的任意两个,就可以求出另外一个。
提出问题:针对两个变形式,模仿欧姆定律,描述为“导体两端的电压跟电流成正比”和“导体的电阻跟两端电压成正比,跟电流成反比”正确吗?为什么?
(学生思考讨论,回答问题。)
学生总结:电压是产生电流的原因,电流随着电压的变化而变化,所以不能说“导体两端的电压跟电流成正比”。电阻是导体自身的性质,受导体的材料、长度、横截面积的影响,与电压和电流的大小无关,只是在数量上等于电压和电流的比值。所以不能说“导体的电阻跟两端电压成正比,跟电流成反比”。
3.即学即练:(课件展示练习)
(1)一个200 Ω的定值电阻,接在电压为12 V的电源两端,则通过它的电流为______ mA。若要通过它的电流大小为 A,则需要在电阻两端加上______ V的电压。若电阻两端不加电压,则通过他的电流为 ________ A,它的电阻为________ Ω。
(2)甲、乙两地相距40千米,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线每千米的电阻为欧。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为伏时,电流表的示数为安,则短路位置离甲地的距离为()
千米 千米 千米 千米
答案:(1)60 30 0 200(2)B
4.介绍欧姆事迹,对学生进行情感教育
展示材料:欧姆(1787~1854年)1787年3月16日生于德国埃尔兰根城,父亲是锁匠。16岁他进入埃尔兰根大学研究数学、物理和哲学,中途辍学,由于经济困难,直到26岁才完成博士学业。
欧姆从1825年开始研究电流与电源及导线长度的关系。由于缺少资料和仪器,给他的研究工作带来不少困难,但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动手制作仪器。他用自制的细长金属丝测定出几种金属的导电能力,设计了显示电流大小的仪器,采用铜—铋组成的温差电偶作稳定的电源。他于1826年归纳出了今天所称的欧姆定律,并于次年出版《伽伐尼电路:数学研究》。
欧姆定律发现初期,许多物理学家不能正常理解和评价这一发现,并提出怀疑和尖锐的批评。研究成果被忽视,加上经济极其困难,使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普金奖,才引起德国科学界的重视。后人为了纪念他,就用他的名字作为电阻的单位。
教师活动:利用上述材料对学生进行情感态度价值观的教育。
三、电阻的串联与并联
方案1(实验探究)
1.相互合作,探究定性关系
展示材料:出示两只阻值相同的定值电阻。
提出问题:将这两只电阻串联入电路,它们的总电阻比它们大还是小?将这两只电阻并联呢?
猜想或假设:学生思考讨论,猜测总电阻与各只电阻的大小关系。(部分同学认为无论串联,还是并联,总电阻都比一只电阻大。)
设计实验:先将一只电阻连入电路,接入电流表或灯泡,再将另一只电阻以不同方式分别连入电路,通过电流表示数或灯泡亮暗程度的变化,来判断电路中电阻大小的变化。注意:并联时,电流表应接在干路中。如果使用电流表,要记录数据。
进行实验:学生以小组为单位,进行实验。小组之间准备的定值电阻不同,以便通过不同阻值的电阻具有相同的规律,从而说明规律的普遍性和客观性。
分析和论证:选取不同阻值的小组,描述实验现象或展示实验数据,分析得出电阻串、并联的定性关系。
(1)串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
(2)并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
2.拓展深化,探究定量关系
提出问题:串联电阻的总电阻的阻值比任何 一个分电阻的阻值都大。但到底有多大呢?
教师活动:引导学生采取应用电阻箱代替两只分电阻,边观察电流表,边调节电阻箱的阻值,直到电流表示数与两只分电阻接入电路中的示数相同。比较电阻箱与分电阻的大小关系。
(学生实验,记录数据,得出结论。)
学生总结:串联电阻的 总电阻等于各电阻之和,表达式为R=R1+R2。
教师总结:电阻箱对电路的作用效果,与两只电阻串联时是相同的,电阻箱就是两个分电阻串联使用的等效电阻,即总电阻。这种研究问题的方法就是等效法。利用等效的方法,可以研究电阻并联时的总电阻与分电阻之间的定量关系:并联电阻的总电阻的倒数,等于各电阻的倒数和,表达式为1R=1R1+1R2。
方案2(类比法)
展示材料:出示两段导体,将其靠紧变长,演示串联;将其靠紧变粗,演示并联,如下图所示。
学生总结:两电阻串联,相当于导体变长了,所以总电阻一定比分电阻大;两电阻并联,相当于导体变粗了,所以总电阻一定比分电阻小。
方案3(理论推导)
展 示材料:出示串、并联电路中的电压和电流规律。
串联:①I=I1=I2 ②U=U1+U2
并联:③I=I1+I2 ④U=U1=U2
将变形公式U=IR带入②式得IR=I1R1+I2R2 再利用①式得R=R1+R2
将公式I=UR代入③式得UR=U1R1+U2R2 再利用④式得1R=1R1+1R2
教师总结:从电阻串、并联的关系式来看,串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大;并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
即学即练:(课件展示练习)
(1)有两个阻值为 6 Ω的电阻,将它们串联后总电阻为______Ω,将它们并联后总电阻为______Ω。
(2)如右图所示,电源电压为10 V,闭合开关S后,电流表、电压表的示数分别为 A和6 V。求:
①通过R1的电流I1是多少?
②马平同学在求R2的电阻值时,解题过程如下:
根据欧姆定律:R2= = =12 Ω
请你指出马平同学在解题过程中存在的错误,并写出正确的解题过程。
答案:(1)12 3
(2)① A
②R2两端的电压不是6 V
R2两端的电压U2=U-U1=10 V-6 V=4 V
R2= = =8 Ω
(1)知识与技能方面:
①欧姆定律、计算公式及其变形公式;
②欧姆定律的使用条件;
③解物理计算题的规范性;
④电阻的串、并联规律。
(2)情感态度价值观方面。
(3)学生交流合作方面。
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